当甜菜块根含糖率达15%以上和原汁纯度80%以上时，即可收获。

根据生物学成熟期确定收获期。外围多数叶子变黄枯萎，叶的姿势多数变为匍匐形，中层和外层的叶子由绿色变为黄绿色并且有一层蜡质光泽；块根重量和根中蔗糖含量达到最高水平，而非糖物质含量最低，原汁纯度达80%以上，即可起收。过早收获，块根的重量和含糖率都未达到最高水平，而且因块根含非糖物质多，纯度低，影响工艺过程的蔗糖结晶，降低蔗糖的回收率；过晚收获，易遭受冻害，增加保藏损失，又因冻化块根会带来加工制糖困难，使大量蔗糖损失于废蜜之中，降低产糖量。

甜菜成熟期受多种因素制约，无霜期长的比无霜期短的地区成熟期晚，收获期也随之推迟；在土壤粘性较大，地势低洼的地块上种植，或采取灌溉栽培，因生物学成熟期推后，均比在砂质土壤和地势高燥地块上种植的甜菜的收获期迟；在糖分积累期遇高温多雨时，甜菜仍继续生长，收获期亦可推后。高糖型品种或早熟品种的块根比丰产型或晚熟品种提早达到工艺成熟期，可提前收获。

采取机械、畜力和人工收获方法。机械收获是用甜菜挖掘机或甜菜挖松铲，效率较高。用挖掘机收获能挖掘集条或挖掘集堆。甜菜挖松铲收获能切断甜菜尾根、松动块根，并保持块根在原位不倒、不露出地面，便于随捡随削，能够防止块根失水萎蔫，避免块根冻化。畜力收获，用畜力牵引的中耕犁（摘掉犁壁）起收，犁铲入土15～18厘米，从侧面掘起块根。

根头，特别是着生叶子的青皮，含蔗糖低，非糖物质多，制糖价值不大，必须切削。同时切除干枯叶柄和不利于制糖的青顶和尾根。切削方法有：多刀切削法。清除块根上的泥土，在根头与根颈交界处斜向切6～7刀，切除2～3毫米厚的青皮，再切除顶端1厘米厚的青头和直径1厘米以下的尾根及杈根，根头削成梯形。此法仍保留大部分含糖低和工艺质量差的根头，制糖价值较低；一刀平削法。由第一排叶痕以上1.5厘米处一刀平削根头，切掉直径不足1厘米的尾根和杈根；根头高度不足1.5厘米的块根，由第一排叶痕以上0.5厘米处切掉根头。多头形甜菜用同法在每个根头上各切一刀。一刀平削比多刀切削其块根含糖率高0.4～1.9%（绝对值），纯度高1.6%左右。有害氮、非糖物质低1/3～1/2，工艺产糖率增加4.6～7.4%。一刀平削的切削面比多刀切削的少，感染病害的机会少，腐烂率低。但比多刀切削法其块根重量损失多。

收获过程中，应做到起收、捡堆、切削、交售连续作业。

切削后的块根，不能及时交售时，需进行田间保藏，避免块根失水萎蔫、受冻，降低产量和质量；还可抑制甜菜的生理生化过程；防止块根工艺品质变劣。普遍采用圆堆法保藏。圆堆的规格：直径为1～2米，堆高1.0～1.5米，每堆保藏块根1～2吨。田间保藏地一般在原地，堆底有挖坑和不挖坑两种。坑的深度为30厘米左右，挖坑可以缓和堆温变化和节省盖堆用土。堆放前剔除失水萎蔫严重、机械损失严重、受冻、腐烂和冻化块根。将宜保存的块根放于坑内或地面，堆成圆形堆。堆好后将堆面稍加平整，然后在堆面覆土10厘米左右，在堆的顶端留一直径为15厘米左右的通气孔，覆土5～6厘米，以调节堆温。覆土厚度要适当，过厚易增高堆温，块根呼吸旺盛，损失产量和糖分；覆土过薄，易受冻害、块根失水萎蔫。